物理基礎:熱量と熱容量

<ポイント>
・熱運動のエネルギーを、その量を熱量[J]という
・温度の異なる2物体間での熱の移動が終わり、等しくなった状態を熱平衡という
・「物体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量」を熱容量という
(1)熱量
温度の異なる物体間において、高温のものから低温のものへ移動する「熱運動のエネルギー」をといいます。
また、この「熱」の量を、熱量といいます。

熱量はエネルギーとも言えるので、単位は J(ジュール)を使います。

(2)熱平衡
温度の異なる2物体が接すると、熱の移動が起こります。
そして、その2物体間での熱の移動が終わり、「温度が等しく」なった状態を熱平衡といいます。
(熱の移動は、熱平衡となるまで続きます)

(3)熱容量
ある「物体の温度を 1K だけ上昇させるのに必要な熱量」を、(その物体の)熱容量といいます。
熱容量の単位は J/K(ジュール毎ケルビン)を使います。

物体によって材質や質量が異なるため、熱容量はその都度問題で与えられたり、計算で求めたりします。

熱容量 C [J/K]の物体の温度をΔT[K]変化させるために必要な熱量 Q[J] は、
Q = C・ΔT
となります。

<補足>
熱量の単位として、cal(カロリー)が使われることがあります。

「1g の水の温度を 1K(1℃)上昇させるのに必要な熱量」が 1cal です。
1cal≒4.2J ということもおさえておきましょう。

<まとめ>
・熱運動のエネルギーを、その量を熱量[J]という
・温度の異なる2物体間での熱の移動が終わり、等しくなった状態を熱平衡という
・「物体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量」を熱容量という

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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